酸碱平衡ppt课件_3

酸碱平衡 学习要求： l掌握酸碱质子理论； l掌握水的酸碱平衡、PH的计算； l掌握同离子效应及其有关计算； l掌握缓冲溶液的配制及其PH的计算； l掌握盐类的水解反应及其影响因素。 教学内容： l酸碱质子理论与酸碱平衡 l水的离解与溶液的PH值 l弱酸弱碱的离解平衡 l同离子效应和缓冲溶液 l盐类的水解 酸：凡是能释放出（提供）质子（H+）的物质 。 （质子的给予体）也叫质子酸 一、酸碱定义： 碱：凡是能接受质子（H+）的物质。 （质子的接受体）也叫质子碱 酸碱两性物质：既能给出质子又能接受质子 的物质。 酸碱质子理论与酸碱平衡 酸 H+ +碱 -+ + Ac HHAc -+- + 2 442 HPOHPOH -+- + 3 4 2 4 POHHPO + + 34 NHHNH + + + + 2 52 3 62 O)Fe(OH)(HHO)Fe(H + + + + 422 2 52 O)(HFe(OH)HO)Fe(OH)(H 两性物质：HCO3-、 HSO4-、H2O 例：HAc的共轭碱是Ac ， Ac的共轭酸HAc， HAc和Ac为一对共轭酸碱。 酸 H+ + 碱 酸碱共轭关系： 1、酸的强弱是指酸给出质子的能力的强弱。 二、酸碱的强弱 酸给出质子的能力越强，其酸性越强 2、碱的强弱是指碱接受质子的能力的强弱 。 3、酸越强，其共轭碱碱性越弱； 碱越强，其共轭酸酸性越弱。 碱接受质子的能力越强，其碱性越强。 三、酸碱反应 强酸 (1) 强碱(2)弱酸 (2) 弱碱(1) + H2O(l)+H2O(l) H3O+(aq) +OH(aq) + 酸碱反应的方向： HClNH3 NH4+ Cl 例题 l1、下列分子或离子哪些是酸？哪些是碱 ？哪些是两性物质？ lHCO3- 、NH4+、NH3、ClO-、H2O l2、写出下列各质子酸的共轭碱： lHSO4- 、HCN、 H2O l3、写出下列各质子碱的共轭酸： lHSO4- 、 Ac- 、H2O 水的离解与溶液的PH值 一、强电解质溶液 强电解质溶液离子互吸理论 ：强电解质在水中是完全离解的，但由 于在溶液中的离子浓度较大，阴，阳离子之间的静电作用比较显著， 在阳离子周围吸引着较多的阴离子；在阴离子周围吸引着较多的阳离 子。这种情况好似阳离子周围有阴离子氛，在阴离子周围有阳离子氛 。离子在溶液中的运动受到周围离子氛的牵制，并非完全自由。由于 离子间的相互牵制，致使离子的有效浓度表现得比实际浓度要小，如 0.1molL-1的KCI溶液，K+和CI的浓度都应该是0.1molL1，但 根据表观离解度计算得到的离子有效浓度只有0.086molL1。通常 把有效浓度称为活度（a），活度与实际浓度（c）的关系为 a=f c 式中f为活度系数。 二、水的离解平衡 H2O (l) H+ (aq) + OH(aq) 水的离子积常数，简称水的离子积 25纯水： 100纯水： =1.010-14 =5.4310-13 )OH()H+( - = cc T ， )(OHlgpOH-= - c (H+) lgpH -=c 三、溶液的pH值 14ppOHpH=+ 1、pH值的定义： （25） 2、溶液的酸碱性与pH的关系 l酸性溶液 pH7 变色范围 酸色 中间色 碱色 甲基橙3.1 4.4 红橙 黄 酚 酞8.0 10.0 无色 粉红 红 石 蕊3.0 8.0 红紫 蓝 四、溶液pH值的测定 1、酸碱指示剂 2、pH试纸：将试纸用多种酸碱指示剂的混 合溶液浸透后，经晾干制成，对不同的pH溶 液显不同的颜色。如：广泛pH试纸等 3、pH计（酸度计） 作业 lP72 2 lP74 1（同时计算pOH和c(OH-)） l 2 弱酸弱碱的离解平衡 一、一元弱酸、弱碱的离解平衡 1、一元弱酸的离解平衡 HAc(aq) H+(aq)+Ac(aq) 初始浓度/molL-1 C0 0 0 变化的浓度/molL-1 cH+ cH+ cH+ 平衡浓度/molL-1 c0 cH+ cH+ cH+ Ka (HAc) = c(H+) c(Ac-) c (HAc) = c(H+) 2 c0 cH+ 1、离解常数Ka的意义： 如：25时，醋酸的离解常数为1.7510-5， 次氯酸的离解常数为2.810-8， 一般离解常数500时， =Ka/c C(H+) = c=Kac 初始浓度/molL-1 0.10 0 0 平衡浓度/molL-1 0.10x x x x=1.3103 例：己知25时，K（HAc）=1.7510-5。计算该温度下 0.10molL-1的HAc溶液中H+、Ac-的浓度以互溶液的pH ，并计算该浓度下HAc的离解度 HAc(aq)+H2O(l) H3O+(aq)+Ac (aq) )HAc( )Ac()OH( )HAc( 3 c cc -+ = x10. 0 x )HAc( 2 - = 离解度(a) c(H3O+) = c(Ac) = 1.3103 molL-1 c(HAc)=(0.10-1.3103)molL-10.10molL-1 c(OH) =7.71012 molL-1 =c(H3O+)c(OH) 二、一元弱碱的解离平衡 c(NH4+) c(OH-) Kb (NH3H2O) = c (NH3H2O) 离解常数Kb的意义： 代表弱碱的离解程度， 离解常数越大，弱碱离解程度越强，碱性越强 。 1、离解常数 NH3H2ONH4+ + OH- 当c/kb500时， =Kb /c C(OH-) = c=Kbc 2、与 Kb的关系 c0 0.200 0 0 例：已知25时， 0.200molL-1氨水的离解 度为 0.95%，求c(OH), pH值和氨的离解常数。 解： ceq 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95% NH3H2ONH4+ +OH- 0.200 0 0 5 108 . 1 - = 3 27.11)109 . 1lg(14pOH14pH - =-=-= 3 109 . 1%95. 0200. 0 )OH( - =c 解： 0.200(1 0.95%) 0.2000.95% 0.2000.95% 3 23 3 4 3 109 . 1200. 0 )109 . 1 ( )NH( )OH()NH( )NH( - -+ - = c cc NH3H2O NH4+ +OH- mol/L 例题：计算 0.010 molL-1 H2CO3溶液中的 H3O+, H2CO3, ， 和OH的浓度以及溶液的pH值 。已知： C(H+) + 、 C(H+) 解：根据第一步电离计算C(H+)、C(OH-)和溶液的pH 结论： 多元弱酸的解离是分步进行的，一般 。溶液中的 H+主要 来自于弱酸的第一步解离，计算 c(H+)或 pH 时可只考虑第一步解离。 对于二元弱酸 ，当Ka1Ka2 时， c(酸根离子) Ka2，而与弱酸的初始浓度无关 。 作业 lP73 12（1）（5） lP74 4、7 同离子效应和缓冲溶液 例：在 0.10 molL-1 的HAc 溶液中，加入 NaAc (s)，使 NaAc的浓度为 0.10 molL-1，计算 该溶液的 pH值和 HAc的解离度。 解：0.10 molL-1 HAc溶液未加NaAc 前： cH+ = 1.310-3 ， pH = 2.89， = 1.3% ceq / (molL-1) 0.10 cH+ cH+ 0.10 + cH+ c0/ (molL-1) 0.10 0 0.10 HAc(aq) H+(aq)+Ac(aq) 0.10 molL-1 HAc溶液中加NaAc 后： 75 c(H+) = 1.810-5 molL-1 75 x = 1.810-5 75 pH = 4.74， = 0.018% 同离子效应：在弱电解质溶液中，加入 与其含有相同离子的易溶、强电解质而使弱 电解质的解离度降低的现象。 一、同离子效应 Ac(aq) NaAc(aq) a (aq) + 平衡移动方向 Na+ HAc(aq) H+(aq) + Ac(aq) 50mL纯水中 加入1滴 1molL-1 HCl 50mL纯水中加 入1滴1molL-1 NaOH pH = 11 50mL纯水1 2 3 pH = 7 pH = 3 50mLHAc-NaAc 溶液c(HAc)=c(NaAc) 50mLHAc-NaAc 溶液中加入1滴 1molL-1 HCl 50mLHAc-NaAc 溶液中加入1滴 1molL-1NaOH pH = 4.75 1 2 3 pH = 4.74 pH = 4.73 具有能保持本身pH值相对稳定性 能的溶液(也就是不因加入少量强酸或 强碱而显著改变pH值的溶液)。 二、缓冲溶液 组成： 弱酸弱酸盐 弱碱弱碱盐 定义： 1、 弱酸弱酸盐(HA-A)： 由于同离子效应的存在，通常用初始浓度 c0(HA) ,c0(A)代替c(HA) ,c(A) 。 三、缓冲溶液pH值的计算 平衡浓度 2、 弱碱 弱碱盐（BBH+） pH=14-pOH 平衡浓度 由于同离子效应的存在，通常用初始浓度 代替平衡浓度 。 所选择的缓冲溶液，除了参与和 H+或 OH 有关的反应以外，不能与反应系统中的 其它物质发生副反应； 缓冲溶液的选择和配制原则： 或 尽可能接近所需溶 液的pH值； 若 或 与所需pH不相 等，依所需pH调整 四、缓冲范围和缓冲能力 缓冲容量：单位体积缓冲溶液的pH值改变1 个单位时，所需加入的一元强酸或一元强碱 的物质的量。molL-1pH-1 作业 lP74 10、11、14 一、水解反应的定义： 盐溶液的酸碱平衡（盐类的水解） 盐类的阴离子或阳离子和水解离出来的H+ 或OH-结合并生成弱酸或弱碱的反应。 1、强酸弱碱盐（离子酸） 二、盐类的水解类型 H2O H+ 水解常数 C(H+) = C OH- 1/b 水解度 h （ C) 2. 弱酸强碱盐（离子碱） 水解常数 a 水解度 h （a C) C(OH-) = Ca 3. 弱酸弱碱盐 水解常数 a 三、影响盐类水解的因素 盐的浓度： c盐 , 水解度